一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵，它涉及一種防定轉(zhuǎn)子相擦的裝置。它包括轉(zhuǎn)子、通風(fēng)管、螺旋槽、定子、軸流風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)罩、通風(fēng)槽，轉(zhuǎn)子上設(shè)置有離心風(fēng)扇和軸流風(fēng)扇，軸流風(fēng)扇外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)罩，轉(zhuǎn)子外圓上車有螺旋槽；轉(zhuǎn)子外部設(shè)置有定子，定子上下方分別設(shè)置有上法蘭和下法蘭，定子機(jī)座中段上設(shè)置多根通風(fēng)管，定子內(nèi)腔設(shè)置有通風(fēng)槽。本實(shí)用新型定、轉(zhuǎn)子之間的溫差從90℃下降到30℃左右，轉(zhuǎn)子膨脹后的氣隙減小相對(duì)值δg≤15°，從根本上解決了定轉(zhuǎn)子相擦的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種防定轉(zhuǎn)子相擦的裝置，具體涉及一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)文明的進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門對(duì)使用潛水電泵的功率、進(jìn)出口徑、流量和揚(yáng)程都提出大型化的要求，世界各國(guó)的潛水泵的研發(fā)單位和生產(chǎn)企業(yè)都為大型化進(jìn)行了不懈的研究工作。國(guó)內(nèi)外的同業(yè)，在大型化過(guò)程所遇到一個(gè)共同技術(shù)難關(guān)是干定子潛水電泵的驅(qū)動(dòng)潛水電機(jī)定、轉(zhuǎn)子在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，一般是在3~4小時(shí)后，發(fā)生定、轉(zhuǎn)子相擦的嚴(yán)重故障。隨著電機(jī)各部份產(chǎn)生的能量損耗轉(zhuǎn)變成熱，提高了電機(jī)工作溫度，即所謂溫升，而干定子式潛水電機(jī)的外殼有冷卻水流流通，具有良好的冷卻條件，定子鐵心及定子線圈是直接裝配在定子外殼的內(nèi)壁，散熱條件良好，因此盡管定子鐵心中有渦流損耗及磁滯損耗，并且定子線圈中歐姆損耗及附加損耗是產(chǎn)生熱量的主要成份，但是因散熱條件良好，最終定子能在某一溫度下達(dá)到發(fā)熱和散熱的動(dòng)態(tài)平衡。而潛水電機(jī)的轉(zhuǎn)子，由于轉(zhuǎn)子繞組對(duì)異步電機(jī)是鼠籠轉(zhuǎn)子或繞組轉(zhuǎn)子，對(duì)同步電機(jī)是勵(lì)磁繞組在運(yùn)行時(shí)有感應(yīng)電流或勵(lì)磁電流流過(guò)，同樣有歐姆損耗和雜散損耗產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子損耗產(chǎn)生的熱量使轉(zhuǎn)子溫度不斷提高，而對(duì)干定子式潛水電機(jī)轉(zhuǎn)子的散熱條件很差，轉(zhuǎn)子不通過(guò)金屬傳熱體與水冷的電機(jī)外殼接觸，而是通過(guò)鼠籠轉(zhuǎn)子的端環(huán)和定、轉(zhuǎn)子之間的間隙傳遞熱量。由于轉(zhuǎn)子散熱條件比定子散熱條件差很多，這樣就出現(xiàn)轉(zhuǎn)子溫度高于定子溫度的現(xiàn)象。眾所周知，物體熱脹冷縮的物理現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子溫度高，轉(zhuǎn)子直徑熱膨脹量大于定子內(nèi)孔的熱膨脹量，這就使得定轉(zhuǎn)子之間的間隙變 小，而間隙變小到一定程度在不平衡離心力和定、轉(zhuǎn)子間隙之間的單邊磁拉力的作用下，就很可能發(fā)生定、轉(zhuǎn)子相磨擦故障的現(xiàn)象，這是很嚴(yán)重的潛水電機(jī)故障。定、轉(zhuǎn)子相擦產(chǎn)生磨擦功轉(zhuǎn)換成熱量，使磨擦面溫度上升，甚至熔化轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，高溫徹底破壞定子繞組的絕緣，使整臺(tái)潛水電泵報(bào)廢。曾計(jì)算和測(cè)量過(guò)一臺(tái)電壓為10kV、800kW、16極的潛水電機(jī)，在帶泵運(yùn)行4小時(shí)后，轉(zhuǎn)子溫度為185°C，定子溫度為95°C，定、轉(zhuǎn)子之間的溫差為90°C，其轉(zhuǎn)子的直徑為770mm，定、轉(zhuǎn)子之間的間隙為1.8mm,轉(zhuǎn)子在95°C的溫差下的直徑膨脹量:Δ g=DE.α ( Θ st- Θ Rt) =770 XL IX I (T5 (185-90) =0.8mm
[0003]占?xì)庀兜南鄬?duì)值:
[0004]δ = —= ―― = 44.7%
g 18
[0005]依據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)子剛度設(shè)計(jì)的原則，當(dāng)S g > 25%，在單邊磁拉力的作用下，就會(huì)發(fā)生定、轉(zhuǎn)子相擦的現(xiàn)象。潛水電機(jī)向大型化發(fā)展，轉(zhuǎn)子直徑越大，膨脹量越大。
[0006]潛水電機(jī)大型化過(guò)程中，國(guó)內(nèi)、外各潛水電泵制造企業(yè)普遍存在定、轉(zhuǎn)子相擦的故障可以說(shuō)是阻止?jié)撍姍C(jī)發(fā)展的最嚴(yán)重問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實(shí)用新型目的是在于提供一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵，包括轉(zhuǎn)子、通風(fēng)管、螺旋槽、定子、軸流風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)罩、通風(fēng)槽，轉(zhuǎn)子上設(shè)置有離心風(fēng)扇和軸流風(fēng)扇，軸流風(fēng)扇外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)罩，轉(zhuǎn)子外圓上車有螺旋槽；轉(zhuǎn)子外部設(shè)置有定子，定子上下方分別設(shè)置有上法蘭和下法蘭，定子機(jī)座中段上設(shè)置多根通風(fēng)管，定子內(nèi)腔設(shè)置有通風(fēng)槽。
[0009]所述的通風(fēng)管可替換為通風(fēng)槽，通風(fēng)管穿設(shè)在定子機(jī)座的上法蘭和下法蘭之間，且通風(fēng)管兩端與法蘭焊接。
[0010]所述的通風(fēng)槽設(shè)置在定子槽口。
[0011]本實(shí)用新型定、轉(zhuǎn)子之間的溫差從90°C下降到30°C左右，轉(zhuǎn)子膨脹后的氣隙減小相對(duì)值SgS 15°，從根本上解決了定轉(zhuǎn)子相擦的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型；
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的通風(fēng)槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為圖2的I的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0017]參照?qǐng)D1-3，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵，包括轉(zhuǎn)子1、通風(fēng)管8、螺旋槽9、定子10、軸流風(fēng)扇13、導(dǎo)風(fēng)罩14、通風(fēng)槽15，轉(zhuǎn)子I上設(shè)置有離心風(fēng)扇3和軸流風(fēng)扇13,軸流風(fēng)扇13外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)罩14,轉(zhuǎn)子I外圓上車有螺旋槽9 ;轉(zhuǎn)子I外部設(shè)置有定子10，定子10上下方分別設(shè)置有上法蘭6和下法蘭7，定子10機(jī)座中段上設(shè)置多根通風(fēng)管8，定子10內(nèi)腔設(shè)置有通風(fēng)槽15。
[0018]所述的通風(fēng)管8可替換為通風(fēng)槽，通風(fēng)管8穿設(shè)在定子10機(jī)座的上法蘭6和下法蘭7之間，且通風(fēng)管8兩端與法蘭焊接。
[0019]所述的通風(fēng)槽15設(shè)置在定子10槽口。
[0020]本【具體實(shí)施方式】的潛水電泵是由潛水電機(jī)和水泵通過(guò)同一根軸及聯(lián)接法蘭組成一個(gè)整體，見圖1。潛水電機(jī)是潛沒(méi)在水中工作的，其由上端蓋17、轉(zhuǎn)子1、定子10、下端蓋16等零部件組成。潛水電泵運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子I旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)水泵葉輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將水從下向上抽出，水流2是冷水流，流經(jīng)定子10表面，對(duì)定子10進(jìn)行冷卻。潛水電機(jī)轉(zhuǎn)子上設(shè)置有軸流風(fēng)扇13、導(dǎo)風(fēng)罩14、螺旋槽9、離心風(fēng)扇3，定子上設(shè)置有上法蘭6、通風(fēng)管或通風(fēng)槽8、下法蘭7、通風(fēng)槽15(見圖2、圖3)。潛水電機(jī)的冷卻原理是:電機(jī)運(yùn)行時(shí)，在電機(jī)內(nèi)腔第一風(fēng)路冷卻循環(huán)回路:電機(jī)下腔18中的冷空氣一.^通過(guò)轉(zhuǎn)子I上的軸流風(fēng)扇13、導(dǎo)風(fēng)罩14加壓一.^轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)孔12—.^冷空氣帶走轉(zhuǎn)子內(nèi)孔12中的熱量成為熱空氣一.^離心風(fēng)扇內(nèi)腔5—.^通過(guò)離心風(fēng)扇3加壓一.^電機(jī)上腔4一.^通風(fēng)管或通風(fēng)槽8一.^熱空氣在通風(fēng)管或通風(fēng)槽8中與定子外逆向冷水流2進(jìn)行空水冷卻交換成為冷空氣一.^電機(jī)下腔18，完成第一風(fēng)路冷卻循環(huán)；電機(jī)內(nèi)腔第二風(fēng)路冷卻循環(huán)回路:電機(jī)下腔18中的冷空氣一.^通過(guò)轉(zhuǎn)子I上的軸流風(fēng)扇13、導(dǎo)風(fēng)罩14加壓一.^轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)孔12—.^冷空氣帶走轉(zhuǎn)子內(nèi)孔12中的熱量成為熱空氣一.^離心風(fēng)扇內(nèi)腔5—.^通過(guò)離心風(fēng)扇3加壓一.^電機(jī)上腔4一.^定轉(zhuǎn)子氣隙21、轉(zhuǎn)子螺旋槽9、定子通風(fēng)槽15—.^帶走定轉(zhuǎn)子表面熱量一.^電機(jī)下腔18，完成第二風(fēng)路冷卻循環(huán)。這兩條風(fēng)路都加強(qiáng)了電機(jī)內(nèi)腔的空氣循環(huán)，并將電機(jī)內(nèi)腔溫度通過(guò)電機(jī)外殼傳遞到外部水流2帶走，從而極大地降低電機(jī)溫升，極大地提高了潛水電泵的可靠性。
[0021]本【具體實(shí)施方式】在潛水電機(jī)內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)中(見圖1)，加強(qiáng)定子10、轉(zhuǎn)子I間氣隙(g)的強(qiáng)制通風(fēng)，即在現(xiàn)有潛水電機(jī)的轉(zhuǎn)子表面車削大導(dǎo)程的多頭螺旋槽9。在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋槽起了螺旋鼓風(fēng)機(jī)的作用，使定、轉(zhuǎn)子間隙中的空氣得到:
[0022]Vdi=Ve.tg β...............(A)
[0023]式(A)中β——螺旋角
[0024]Ve——為轉(zhuǎn)子外圓的線速度
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵，其特征在于，包括轉(zhuǎn)子(I)、通風(fēng)管(8)、螺旋槽(9)、定子(10)、軸流風(fēng)扇(13)、導(dǎo)風(fēng)罩(14)、通風(fēng)槽(15)，轉(zhuǎn)子(I)上設(shè)置有離心風(fēng)扇(3)和軸流風(fēng)扇(13)，軸流風(fēng)扇(13)外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)罩(14)，轉(zhuǎn)子(I)外圓上車有螺旋槽(9);轉(zhuǎn)子(I)外部設(shè)置有定子(10)，定子(10)上下方分別設(shè)置有上法蘭(6)和下法蘭(7)，定子(10)機(jī)座中段上設(shè)置多根通風(fēng)管(8)，定子(10)內(nèi)腔設(shè)置有通風(fēng)槽(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵，其特征在于，所述的通風(fēng)管(8)可替換為通風(fēng)槽，通風(fēng)管(8)穿設(shè)在定子(10)機(jī)座的上法蘭(6)和下法蘭(7)之間，且通風(fēng)管(8)兩端與法蘭焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可防定轉(zhuǎn)子相擦的干定子潛水電泵，其特征在于，所述的通風(fēng)槽(15)設(shè)置在定子(10)槽口。
【文檔編號(hào)】H02K5/20GK203722413SQ201320870717
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】鄧悌康, 耿少杰, 王建峰, 俞宗安 申請(qǐng)人:合肥盛亞電機(jī)電泵有限公司